Diferença entre pilhas e baterias
Tanto as pilhas quanto as baterias são dispositivos capazes de transformar energia química, que está contida nos materiais que as compõem, em energia elétrica. Por meio de reações espontâneas de oxirredução, em que há transferência de elétrons do material que sofre oxidação para o que sofre redução (ganha elétrons), obtém-se uma corrente elétrica que fica armazenada no dispositivo e que, posteriormente, é transmitida para o equipamento ou aparelho que se pretende ligar.
No entanto, a principal diferença entre esses dispositivos reside no fato de que as pilhas, também chamadas de células eletroquímicas, possuem somente dois eletrodos (polos negativo e positivo) e um eletrólito ou ponte salina; enquanto as baterias são formadas por várias pilhas ligadas em paralelo ou em série.
Por exemplo, a pilha ácida é formada por um eletrodo negativo ou ânodo — que é basicamente um envoltório de zinco (metal que tem a tendência de doar elétrons) — e por um eletrodo positivo ou cátodo — que é o polo que recebe os elétrons, constituído por uma barra de grafita ou carvão inserida em um tubo poroso que contém carvão esmagado e dióxido de manganês, envolvida por uma pasta úmida, que é o eletrólito, que, por sua vez, é constituído por várias espécies químicas, entre as quais o NH4Cl é o principal. O eletrólito é o meio físico, uma solução que possibilita a condução de carga elétrica no interior da pilha.
Abaixo temos um esquema desse tipo de pilha:
Esquema de pilha ácida por dentro
A voltagem das pilhas depende da diferença de potencial entre os eletrodos, ou seja, do grau de espontaneidade com que ocorre a transferência de elétrons de um eletrodo para o outro. Quanto maior for a tendência do ânodo de doar elétrons e do cátodo de receber elétrons, maior será a potência da pilha.
Agora falando a respeito das baterias, conforme dito, elas são formadas por várias pilhas ligadas entre si. Quando elas estão ligadas em paralelo, um polo positivo de uma pilha fica ligado ao polo positivo da outra, enquanto o polo negativo está ligado a outro polo negativo. Por outro lado, se as pilhas que formam a bateria estiverem ligadas em série, teremos um polo positivo ligado a um polo negativo e assim sucessivamente.
Esquema de formação de baterias ligadas em série e em paralelo
Conforme pode ser visto na imagem acima, dependendo da forma em que estão ligadas, as baterias podem fornecer diferentes voltagens e níveis de corrente. Uma pilha comum geralmente possui voltagem igual a 1,5 V, sendo que seis pilhas ligadas em série originam uma bateria de 9 V.
Um exemplo é a bateria de chumbo usada nos automóveis. Ela é formada por seis pilhas de 2 V cada, possuindo uma potência de 12 V no total. Ela é formada por várias placas de chumbo, que são os eletrodos negativos (ânodos que oxidam e perdem elétrons). O cátodo ou polo positivo que recebe os elétrons é o dióxido de chumbo. Todas essas placas ficam imersas em uma solução de ácido sulfúrico (H2SO4) e são intercaladas e separadas por papelão ou plástico:
Imagem de bateria por dentro e das partes que a compõem